Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Cet article traite des principes généraux mis en œuvre dans la réalisation des opérateurs logiques matériels utilisés dans les systèmes électroniques et informatiques. Les caractéristiques de la technologie et des types de circuiterie CMOS sont présentées pour mettre en évidence les compromis vitesse/ surface/ consommation énergétique qui interviennent dans la conception des différents types de circuits : ASIC, circuits logiques programmables, processeurs et mémoires. Les fondements de la réalisation de ces différents types de circuits sont présentés.
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This article deals with the general principles of hardware components used in electronic and computer systems. CMOS technology characteristics and circuit types are presented to highlight the basic trade-offs between speed, area and energy consumption involved in the design of various types of circuit: ASIC, programmable logic circuits, processors and memories. The major features of these types of circuit are presented.
Auteur(s)
-
Daniel ETIEMBLE : Ingénieur INSA Lyon - Professeur émérite à l'université Paris Sud (Orsay, France)
INTRODUCTION
L'objectif de cet article est de présenter les grands principes de réalisation des opérateurs logiques matériels, combinatoires et séquentiels, utilisés pour la réalisation des systèmes électroniques et informatiques. Les caractéristiques essentielles de la technologie CMOS, et des circuiteries statiques et dynamiques, sont décrites pour mettre en évidence les compromis retenus entre vitesse, surface et consommation énergétique lors de la conception des différents types de circuits : circuits ASIC (spécialisés pour une application), circuits logiques programmables, notamment FPGA, microprocesseurs et mémoires.
Si la densité d'intégration continue de croître de manière exponentielle selon la loi de Moore, les problèmes énergétiques (puissance dissipée et consommation pour les systèmes sur batterie) deviennent incontournables.
Les fondements des mémoires statiques (SRAM) et dynamiques (DRAM) sont présentés, ainsi que les grandes caractéristiques des circuits logiques programmables et leurs évolutions. Les plus populaires, les FPGA, permettent maintenant de réaliser des systèmes sur puce complets intégrant des processeurs, des mémoires et des circuits d'interface spécialisés. Pour les circuits ASIC, des exemples illustrent comment les problèmes d'optimisation liés à la nécessité de réduire la puissance dissipée et la consommation énergétique interviennent à différents niveaux pour prendre en compte les caractéristiques des dernières générations de technologie CMOS.
Un tableau de sigles et un tableau des symboles utilisés sont présentés en fin d'article.
L'expertise technique et scientifique de référence
KEYWORDS
RAM memories | CMOS technologies | CMOS circuits | ASIC | power and energy
VERSIONS
- Version archivée 1 de nov. 2004 par Daniel ETIEMBLE
- Version archivée 2 de août 2013 par Daniel ETIEMBLE
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
Conclusion
En anglais
5. Réalisation des circuits ASIC
5.1 Présentation
Les circuits ASIC (Application Specific Integrated Circuits) sont optimisés pour une application, cette application pouvant être un opérateur complexe ou un système électronique ou informatique complet. Par exemple, nous avons donné les principes de réalisation des mémoires et des réseaux logiques programmables et montré leurs utilisations. Mais, ces circuits eux-mêmes sont réalisés comme des circuits ASIC. Pour les mémoires, c'est le cas des boîtiers mémoire utilisés pour constituer de grosses mémoires. Pour les réseaux logiques programmables, le circuit est optimisé pour permettre des interconnexions internes rapides et une programmation aisée des blocs logiques et des opérateurs.
Compte tenu de la très grande variété des types d'applications intégrables dans des circuits ASIC, nous nous contenterons d'indiquer quelques principes généraux qui interviennent dans leur réalisation. Le lecteur intéressé trouvera un traitement complet de la conception des circuits ASIC dans .
Compte tenu des caractéristiques des technologies CMOS les plus récentes (§ 1.3), et notamment des problèmes énergétiques (§ 1.3.3...
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Réalisation des circuits ASIC
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BORKAR (S.) - Design challenges of technology scaling. - IEEE Micro (July-August 1999).
-
(2) - POLLACK (F.J.) - New microarchitecture challenges in the coming generations of CMOS process technologies. - MICRO, disponible à l'URL http://research.ac.upc.edu/HPCseminar/SEM9900/Pollack1.pdf (1999).
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(3) - BOHR (M.), MISTRY (K.) - Intel revolutionary 22 nm transistor technology. - http://newsroom.intel.com/docs/DOC-2032.
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(4) - GARGINI (P.) - Roadmap : Past, Present and Future. - https://spcc2016.com/wp-content/uploads/2016/04/02-01-Gargini-ITRS-2.0-2.pdf.
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(5) - ANCEAU (F.), BONNASSIEUX (Y.) - Conception des circuits VLSI du composant au système. - Dunod (2007).
-
(6) - RUSU (S.) et al - A 65-nm dual-core multithreaded Xeon®...
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ANNEXES
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